辐射效应在骨科中存在非线性特征分析-广东医学杂志在线投稿
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辐射效应在骨科中存在非线性特征的原因探讨。
2. 1 机体因素。
一般认为，若一个系统具有非线性（不可叠加性）和动态性、非周期性和开放性以及积累效应（初值敏感性）、奇怪吸引子和结构自相似性（分形性）这几种基本性质时可作为复杂系统。生物体就是一复杂系统[11],当某因素作用于机体时，会因内外环境、正负反馈作用、各种调节机制的复合效应、各种细胞因子的参与以及状态和修复机理等方面的不同而会产生不同的效应。犹如低剂量辐射和中高剂量辐射作用同一机体时，前者为有益作用，后者却为损害作用。
2. 2 机制因素。
中高剂量辐射可以直接损伤甚至杀死细胞，导致DNA 的不可逆性损伤，从而表现出损害作用，并且这种不可逆性损伤在某种程度上形成一特定的条件，反映出来的现象就是效应与剂量存在线性关系。但与中高剂量相反，低剂量辐射非但不杀死细胞，还能让DNA 对再次损伤产生抗性，并且还可以促进有利于血管新生的基因表达而加速例如VEGF 等的分泌[11-13],可以动员前体细胞增殖分化[14]。这些有益因素可进一步促进骨折愈合和骨科其他疾病的恢复。正因为机制的异同和复杂性， 也使辐射效应在骨科中表现得非线性和非均一性且错综复杂。
2. 3 剂量因素。
自然界存在多样性和差异性，辐射的剂量不同，所造成的效应也会千差万别。机体本身就有一定的抗辐射能力，微小的剂量可能不会产生效应， 随着剂量的增加，效应也随之产生，但因机体的复杂性[11]、各种不确定性以及随机性， 剂量的微小改变犹如蝴蝶效应一样，会带来效应上巨大的改变，当低于或高于剂量的临界点（阈值）时，所带来的效应也会迥然相反，例如1Gy辐射骨折模型和成骨细胞分别可以促进骨折愈合[10] 和刺激成骨细胞矿化结节数的增加[9],当2Gy辐射成骨细胞时却造成矿化结节数的降低，接近对照组水平[9]; 所以综合这些事实，线性理论显然无法完美地来表现这些效应的差别。
辐射效应在骨科中非线性特征的作用和意义。
长期以来，线性无阈理论一直占主导地位，在骨科中也是应用此理论，认为辐射对骨细胞和骨组织是绝对有害的，并在临床中尽量避免辐射，但随着低剂量辐射概念的提出以及研究的深入，越来越多的证据表明线性无阈理论的局限性，甚至曲解了辐射效应，掩盖了辐射效应的非线性特征且存在临界点（阈值）的本质。
整体上说，在骨科中辐射效应犹如一把双刃剑，即中高剂量的辐射效应表现出延迟骨折愈合甚至造成骨不连等有害作用，而低剂量的辐射效应却表现出促进骨折愈合和促进骨细胞生长等有益作用， 事实上很多问题均是如此，关键看我们如何正确引导它、发展它[15]。对其损害作用在临床上要避免，而对其有益作用应加以应用来发挥其价值。
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2. 1 机体因素。
一般认为，若一个系统具有非线性（不可叠加性）和动态性、非周期性和开放性以及积累效应（初值敏感性）、奇怪吸引子和结构自相似性（分形性）这几种基本性质时可作为复杂系统。生物体就是一复杂系统[11],当某因素作用于机体时，会因内外环境、正负反馈作用、各种调节机制的复合效应、各种细胞因子的参与以及状态和修复机理等方面的不同而会产生不同的效应。犹如低剂量辐射和中高剂量辐射作用同一机体时，前者为有益作用，后者却为损害作用。
2. 2 机制因素。
中高剂量辐射可以直接损伤甚至杀死细胞，导致DNA 的不可逆性损伤，从而表现出损害作用，并且这种不可逆性损伤在某种程度上形成一特定的条件，反映出来的现象就是效应与剂量存在线性关系。但与中高剂量相反，低剂量辐射非但不杀死细胞，还能让DNA 对再次损伤产生抗性，并且还可以促进有利于血管新生的基因表达而加速例如VEGF 等的分泌[11-13],可以动员前体细胞增殖分化[14]。这些有益因素可进一步促进骨折愈合和骨科其他疾病的恢复。正因为机制的异同和复杂性， 也使辐射效应在骨科中表现得非线性和非均一性且错综复杂。
2. 3 剂量因素。
自然界存在多样性和差异性，辐射的剂量不同，所造成的效应也会千差万别。机体本身就有一定的抗辐射能力，微小的剂量可能不会产生效应， 随着剂量的增加，效应也随之产生，但因机体的复杂性[11]、各种不确定性以及随机性， 剂量的微小改变犹如蝴蝶效应一样，会带来效应上巨大的改变，当低于或高于剂量的临界点（阈值）时，所带来的效应也会迥然相反，例如1Gy辐射骨折模型和成骨细胞分别可以促进骨折愈合[10] 和刺激成骨细胞矿化结节数的增加[9],当2Gy辐射成骨细胞时却造成矿化结节数的降低，接近对照组水平[9]; 所以综合这些事实，线性理论显然无法完美地来表现这些效应的差别。
辐射效应在骨科中非线性特征的作用和意义。
长期以来，线性无阈理论一直占主导地位，在骨科中也是应用此理论，认为辐射对骨细胞和骨组织是绝对有害的，并在临床中尽量避免辐射，但随着低剂量辐射概念的提出以及研究的深入，越来越多的证据表明线性无阈理论的局限性，甚至曲解了辐射效应，掩盖了辐射效应的非线性特征且存在临界点（阈值）的本质。
整体上说，在骨科中辐射效应犹如一把双刃剑，即中高剂量的辐射效应表现出延迟骨折愈合甚至造成骨不连等有害作用，而低剂量的辐射效应却表现出促进骨折愈合和促进骨细胞生长等有益作用， 事实上很多问题均是如此，关键看我们如何正确引导它、发展它[15]。对其损害作用在临床上要避免，而对其有益作用应加以应用来发挥其价值。
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